CN214206281U - 一种火炮综合电子机箱中lrm封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，即一种用于火炮综合电子机箱中的现场可更换模块结构封装，由插拔装置、下壳体、上壳体、锁紧条、连接器以及板级电路组成，将板级电路密封在模块的内部，可以加快工作时电子元器件热量的散发，有效的屏蔽电磁干扰，提高模块运输和存储的可靠性和方便性，以及现场的快速更改。

Description

一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种火炮综合电子机箱领域，适用于综合电子机箱中板级电路的结构封装，使得不用的功能模块具有统一标准的外形尺寸和物理接口，同时模块在运输、存储、更换时具有良好的可靠性。

背景技术

LRM(Line Replaceable Module)的概念最早起源于航空领域，但随着火炮电子系统中综合数据处理机箱的架构不断向着集成化、标准化方向发展，将LRM的概念引进到火炮综合电子系统中，逐步实现火炮综合数据处理机的综合化、模块化、系列化。

传统的火炮综合电子机箱的内部结构是将一块块的板卡插在母板电路上，依靠板卡上的锁紧条与机箱内部的插槽压紧来实现固定。

这样的结构虽然简单，但存在以下四个问题：一是板卡与板卡之间不能形成相对独立的空间，导致板卡之间会有电磁干扰；二是板卡上功率器件的发热量会在箱体内部对流，影响到其他板卡上元器件的使用性能；三是在运输、存储、以及更换板卡的过程中，板卡上元器件容易损坏，在一定程度上会影响到工作效率和系统的可靠性；四是在跑车或者射击的过程中，由于频繁的振动和冲击，仅依靠锁紧条固定，可靠性较低。

要研制综合模块化的综合数据处理机机箱及模块封装，机箱以外场可更换模块(Line Replaceable Moudle，LRM)为基本单元，内置BIT检测功能和统一的机械电气接口，利用通用模块的不同组合可完成综合处理机各分系统的功能。LRM结构技术更利于分布处理式系统结构的实现。系统采用通用LRM结构及光纤总线技术,可以实现系统资源共享,简化系统结构,降低系统的复杂性。

实用新型内容

本实用新型提供一种火炮综合电子机箱中现场可更换模块封装结构，即一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，采用LRM结构封装，即一种适用于火炮综合电子机箱中板级电路的封装结构。

本实用新型要解决的第一个技术问题是，火炮综合电子机箱中板级电路之间电磁干扰，同时避免了在运输和存储过程中外界环境因素对电路的影响。

本实用新型要解决的第二个技术问题是，火炮综合电子机箱内部散热，避免热量在机箱内部对流循环。

本实用新型要解决的第三个技术问题是，板级电路在运输、存储、以及更换板卡的过程中，其上面的元器件容易损坏。

本实用新型要解决的第四个技术问题是，实现板级电路的快速插拔和可靠固定。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，包括插拔锁定装置、上壳体、下壳体、锁紧条、连接器以及板级电路；其中，上壳体与下壳体分别位于以板级电路上下，将板级电路包住，构成结构的中端；插拔锁定装置位于结构的前端，连接器位于结构的末端，锁紧条固定在下壳体的两侧；板级电路位于插拔锁定装置、上壳体、下壳体、连接器中；插拔锁紧装置包括底座和两个锁紧器，锁紧器固定在底座上，锁紧器用于封装结构前端在箱体上固定；上壳体和下壳体为铝合金板，均为矩型腔体，外表面均有槽型沉台，用于减重散热；锁紧条用于封装结构在机箱插槽里的固定；连接器用于板级电路与机箱母板之间信号传输。

进一步地，锁紧条包括一根锁定螺杆、一根固定杆和多块U形长楔块组成，锁定螺杆与固定杆螺纹连接，多块U形长楔块串联后卡在固定杆外侧。

进一步地，连接器焊接在电装后的板级电路上。

进一步地，螺钉将两组锁紧条分别固定在下壳体的两侧。

进一步地，插拔锁紧装置的正面有4个工作指示灯，分别为刻有“通电”、“状态”、“检测1”和“检测2”。

进一步地，锁紧条包括紧定螺杆、固定杆以及5个矩形楔块；紧定螺杆与固定杆通过螺纹连接固定，五块矩形楔块前后串在固定杆外侧上，5块矩形楔块的横截面均为凹槽，固定杆的横截面为凸块，楔块与固定杆通过凹槽与凸块配合，凹槽的高度大于凸块的高度，相邻的楔块相邻边分别为斜边，且邻边倾斜方向交替变化。

进一步地，锁紧器包括座体、异形起拔机构、滑块、旋转轴、扭簧以及弹簧；滑块通过弹簧固定在异形起拔机构的一端内部，异形起拔机构通过旋转轴和扭簧固定在座体上，异形起拔机构能够沿着旋转轴旋转，滑块能够在异形起拔机构内左右方向滑动，滑动到内侧端时，座体的槽壁限制其向外侧旋转；异形起拔机构的另一端具有凸块，与机箱上槽位置对应。

进一步地，锁紧器包括异形起拔机构上有凸台，凸台分别高于封装结构壳体的表面，凸台能够扣在箱体的对应槽位里。

进一步地，上壳体和下壳体均为缺少一个侧边的矩型腔体。

进一步地，上壳体与下壳体之间通过上壳体下侧的沉槽与下壳体上侧的凸台进行定位配合。

本实用新型的有益效果体现以下几个方面：

(一)本实用新型可以使LRM具有独立的抗环境能力,包括耐盐雾、潮湿、电磁防护以及便于存储、运输。

(二)本实用新型可以使板级电路上的热量快速传递出去，减小元器件发生故障的概率，提高系统可靠性。

(三)本实用新型可以使操作人员在保障现场快速更换故障模块。

LRM可以在电子设备机箱中迅速的装配和拆卸。借助LRM上的插拔锁定装置，操作人员能够快速地完成LRM在机箱中的插入、拔出和锁定工作。同时，插拔锁定装置能够帮助操作人员克服电气接插件所产生的LRM插入或拔出的阻力，节省了拆卸螺栓和各种电缆的工序，大大缩短维修更换设备的地面等待时间。

LRM具有封闭的外壳，外壳由上壳体和下壳体组成，选用铝合金薄板材通过铣削加工而成。铝合金板具有可靠的电磁屏蔽性，单个LRM模块本身具有一定的电磁屏蔽能力，从而隔绝了印制线路板上的元器件向外泄漏电磁波。

电路板上的发热元器件产生的热量能够利用传导、对流、幅射等方式通过壳体较快地传导到设备机箱上，从而将热量散发出去。

附图说明

图1：LRM组成结构图；

图2：插拔锁紧装置组成结构图；

图3：上壳体外形结构图；

图4：下壳体外形结构图；

图5：LRM封装结构外形结构图；

图6：LRM调试端口示意图；

图7：LRM在机箱中装配的示意图；

图8：LRM下壳体外形尺寸图

图9：LRM上壳体外形尺寸图

图10：插拔锁定装置结构示意图

图11：锁紧条外形尺寸与组成图

其中：1、插拔锁定装置；2、下壳体；3、锁紧条；4、上壳体；5、板级电路；6、连接器；7、底座；8、锁紧器；9、工作指示灯；

12、座体；13、异形起拔机构；14、滑块；15、旋转轴；16、扭簧；17、弹簧；18、紧定螺杆；19、平垫圈；20、弹性垫圈；21、固定杆(矩形条)；22、U形长楔块1；23、U形长楔块2；24、U形长楔块3；25、U形长楔块4；26、U形长楔块5、27、铆钉；

117、调试插座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案、优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行进一步的技术说明。

本实用新型提出一种适用于火炮综合电子机箱中板级电路的封装结构，即LRM结构，其主要包括，插拔锁定装置1、上壳体2、下壳体4、两组锁紧条3、连接器6以及板级电路5。其中，上壳体与下壳体以“三明治”的形式将板级电路包住，构成LRM的中端，插拔锁定装置位于LRM的前端，连接器位于LRM的末端，锁紧条固定在下壳体上下两侧。

插拔锁紧装置用于实现LRM在火炮综合电子机箱中快速地装配和拆卸，帮助操作人员克服电气接插件所产生的LRM插入或拔出的阻力，缩短维修更换设备的地面等待时间。其主要由底座和两个锁紧器组成，锁紧器通过螺钉固定在底座上，同时，在插拔锁定装置的正面有4个工作指示灯，分别为刻有“通电”、“状态”、“检测1”和“检测2”等字样,便于观察模块在各种工况下的运行情况。

上壳体和下壳体用于在运输、存储、以及更换LRM的过程中保护里面的板卡电路，同时利用铝合金板的导热性能通过传导、对流、幅射等方式将板卡上功率元器件产生的热量较快地传导到机箱上，进而散发出去，以及利用铝合金板可靠的电磁屏蔽性能，避免机箱中板级电路之间电磁干扰。均为”簸箕型”矩型腔体，内腔面均有6个凸台，外表面均有减重散热槽，在下壳体的前面开有一矩形孔，选用铝合金薄板材通过铣削加工而成，

锁紧条用于LRM在机箱插槽里的固定，主要由1根锁定螺杆、一根矩形条(固定杆)和5块U形长楔块串联组成，锁定螺杆与矩形条(固定杆)螺纹连接，固定杆和U形长楔块螺钉连接。

连接器选用LRM专用连接器，用于板级电路与机箱母板之间信号传输，同时连接器的上下两根导向销具有盲插功能，以及具有较好的密封性能。

参照附图1，将连接器6焊接在电装后的板级电路5上，再放入下壳体2中并拧紧螺钉，接着装上上壳体4并拧紧螺钉，然后用螺钉将两组锁紧条3分别固定在下壳体的两侧，最后装上插拔锁紧装置1即可。这样，LRM就形成了一个密闭的模块，具有独立的抗环境能力，同时，LRM就是一个备份单位，一旦出现故障，可以整个替换。

参照附图4，完成LRM的装配后，沿着箭头方向滑动锁紧器上的滑块，旋转锁紧器；

如图7所示，将LRM插入带有导轨的机箱中，待LRM插入到位后，锁上插拔装置上的锁紧器8，再拧紧锁紧条3的螺杆，锁紧条上的矩形条11和U形长楔块5会向螺杆方向平移，使得U形长楔块2、U形长楔块3、U形长楔块4在矩形条上移动，同时U形长楔块2和U形长楔块4沿着楔向移动，使得锁紧条的厚度变大，能够将LRM固定在机箱槽中。这样，LRM与机箱有了较为良好的接触，LRM内部电路板上的发热元器件产生的热量能够通过模块壳体较快地传导到设备机箱上，再将热量散发到外界环境中。

当需要调试、修改或者更新LRM的软件程序时，取下LRM的插拔装置，利用调试插座117进行调试或更新。

下壳体是一个矩形腔体，前端面上下侧有两个螺纹孔，且上下侧各有一长条形凸块，每条凸块上面有3个圆形沉台孔，如图8所示，下壳体的外表面有11个矩形或槽型沉台，深度为1mm，用于减重并散热，下壳体的上侧有一圈凸台，厚度为1mm，深度为2mm。下壳体的内侧下表面有6个5mm高的凸台，和6个16mm高的凸台，每个凸台上面有个一个螺纹孔，在下壳体的末端有3个埋头孔，埋头方向在下壳体的外表面，下壳体的前端面有两个矩形孔。板级电路位于下壳体的6个5mm高的凸台上面，板级电路上有6个通孔，刚好与凸台上螺纹孔匹配，如此，板级电路与下壳体之间采用6个组合螺钉连接。印制板的末端有3个U形缺口以及一系列直径为1.6mm的圆孔，连接器6是一矩形连接器，位于板级电路的末端，连接器上有3个凸块以及一系列直径为1.5mm的长针，连接器与板级电路刚好通过U形缺口与凸块进行定位，依靠一系列长针与印制板上的一系列圆孔焊接固定。

上壳体也是一矩形腔体，如图9所示，上壳体的外表面有11个矩形或槽型沉台，深度为1mm，用于减重并散热，上壳体的下侧有一圈沉槽，厚度为1mm，高度为2mm。上壳体的内侧上表面有6个4mm高的凸台，和3个5mm高的凸台，每个凸台上面有个一个埋头孔，埋头方向在上壳体的外表面。

上壳体与下壳体之间通过上壳体下侧的沉槽与下壳体上侧的凸台进行定位配合，形成配合面，凸台与沉槽一是能起到配合定位的作用，二是能形成阶梯面，减少电磁泄漏的风险。上壳体的6个埋头孔与下壳体的6个螺纹孔匹配，然后利用6个沉头螺钉连接固定上下壳体。上壳体末端的3个埋头孔与连接器上的3个螺纹孔匹配，采用3个沉头螺钉连接。下壳体末端的3个埋头孔与连接器上的3个螺纹孔匹配，采用3个沉头螺钉连接。

插拔锁定装置如图10所示，锁紧器8由座体12、异形起拔机构13、滑块14、旋转轴15、扭簧16以及弹簧17组成。

滑块14通过弹簧17固定在异形起拔机构13里面，异形起拔机构13通过旋转轴15和扭簧16固定在座体上，异形起拔机构13能够沿着旋转轴15旋转，滑块14能够左右方向(沿着箭头方向)滑动，并且由于弹簧17的压缩弹力，放手后滑块14能够自动归位。

滑块14滑动前位于座体12的槽内(被限位)即滑动到内侧端时座体的槽壁对其限制向外侧旋转；与异形起拔机构13作为整体不能绕旋转轴15旋转，滑块14沿着箭头方向移动后，解除座体的槽壁的限制，能够向外侧旋转，此时异形起拔机构13能够绕旋转轴15向外侧旋转。

异形起拔机构13旋转后凸台低于箱体上槽的限位结构，凸台能够进入箱体上槽内。然后异形起拔机构13旋转到初始位于座体12内的状态时，完成与箱体锁紧。

异形起拔机构13外侧端上有凸台，凸台分别高于封装结构的高度尺寸6mm，在封装结构(也称模块)插入到箱体里面且到位后，凸台能够扣在箱体的对应槽位里，起到前后锁紧的作用。

插拔锁定装置上下两侧各有一个通孔，下壳体前端有两个螺纹孔，插拔锁定装置与下壳体采用2个组合螺钉连接。

锁紧条，如图11所示，主要由紧定螺杆18、平垫圈19、弹性垫圈20、固定杆21(矩形条)以及5个矩形楔块(U形长楔块1-22、U形长楔块2-23、U形长楔块3-24、U形长楔块4-25；U形长楔块5-26)组成。平垫圈19和弹性垫圈20套在紧定螺杆18上，紧定螺杆18与固定杆21通过螺纹连接固定，五块矩形楔块依次串在固定杆21外侧上，5块矩形楔块的横截面均为凹槽，固定杆21的横截面为凸块，楔块与固定杆通过凹槽与凸块配合。

楔块的槽宽度(即垂直固定杆轴向的高度)，大于固定杆的宽度，因此楔块可以沿着垂直于固定杆轴向的方向移动，从而增加锁紧条垂直于轴向方向的宽度。

楔块26与固定杆末端有一对配合的圆孔，两者采用铆钉27连接固定，楔块22、楔块23、楔块24、楔块25可以在固定杆上沿长度方向滑动，由于楔块的斜面作用，(凹槽的高度大于凸块的高度)楔块23、楔块25能够沿垂直固定杆长度方向移动(相邻的楔块相邻边分别为斜边，且邻边倾斜方向交替变化)，使得锁紧条的高度尺寸大于7.5mm。在固定杆上有3个螺纹孔，与下壳体的上下两侧长条形凸台上3个圆形沉台孔匹配，使得锁紧条与下壳体采用3个螺钉连接固定。LRM装配到箱体后，拧紧锁紧条前端的紧定螺杆，能够使LRM在插槽里左右固定。

Claims (10)

1.一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，包括插拔锁定装置(1)、上壳体(2)、下壳体(4)、锁紧条(3)、连接器(6)以及板级电路(5)；其中，上壳体与下壳体分别位于以板级电路上下，将板级电路包住，构成结构的中端；

插拔锁定装置位于结构的前端，连接器位于结构的末端，锁紧条固定在下壳体的两侧；板级电路(5)位于插拔锁定装置(1)、上壳体(2)、下壳体(4)、连接器(6)中；

插拔锁紧装置包括底座和两个锁紧器，锁紧器固定在底座上，锁紧器用于封装结构前端在箱体上固定；

上壳体和下壳体为铝合金板，均为矩型腔体，外表面均有槽型沉台，用于减重散热；

锁紧条用于封装结构在机箱插槽里的固定；

连接器用于板级电路与机箱母板之间信号传输。

2.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，锁紧条包括一根锁定螺杆、一根固定杆和多块U形长楔块组成，锁定螺杆与固定杆螺纹连接，多块U形长楔块串联后卡在固定杆外侧。

3.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，连接器焊接在电装后的板级电路上。

4.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，螺钉将两组锁紧条分别固定在下壳体的两侧。

5.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，插拔锁紧装置的正面有4个工作指示灯，分别为刻有“通电”、“状态”、“检测1”和“检测2”。

6.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，锁紧条包括紧定螺杆(18)、固定杆(21)以及5个矩形楔块；紧定螺杆(18)与固定杆(21)通过螺纹连接固定，五块矩形楔块前后串在固定杆(21)外侧上，5块矩形楔块的横截面均为凹槽，固定杆的横截面为凸块，楔块与固定杆通过凹槽与凸块配合，凹槽的高度大于凸块的高度，相邻的楔块相邻边分别为斜边，且邻边倾斜方向交替变化。

7.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，锁紧器(8)包括座体(12)、异形起拔机构(13)、滑块(14)、旋转轴(15)、扭簧(16)以及弹簧(17)；滑块(14)通过弹簧(17)固定在异形起拔机构(13)的一端内部，异形起拔机构(13)通过旋转轴(15)和扭簧(16)固定在座体上，异形起拔机构(13)能够沿着旋转轴(15)旋转，滑块(14)能够在异形起拔机构内左右方向滑动，滑动到内侧端时，座体的槽壁限制其向外侧旋转；异形起拔机构(13)的另一端具有凸块，与机箱上槽位置对应。

8.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，锁紧器(8)包括异形起拔机构(13)上有凸台，凸台分别高于封装结构壳体的表面，凸台能够扣在箱体的对应槽位里。

9.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，上壳体和下壳体均为缺少一个侧边的矩型腔体。

10.根据权利要求1所述的一种火炮综合电子机箱中LRM封装结构，其特征在于，上壳体与下壳体之间通过上壳体下侧的沉槽与下壳体上侧的凸台进行定位配合。

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